TCP連接建立的經典「三次握手」究竟發生了什麼？本文結合RFC 793標準與PlantUML序列圖，逐幀拆解SYN、SYN-ACK、ACK交互細節與狀態機流轉。

三次握手報文交互

1. Client → Server : SYN (SEQ=x)
   Client主動打開，進入 SYN_SENT 狀態。SEQ=x為初始序號(ISN)。
2. Server → Client : SYN (SEQ=y) + ACK (ACK=x+1)
   Server被動打開，回應SYN並確認Client SYN，進入 SYN_RCVD 狀態。
3. Client → Server : ACK (ACK=y+1)
   Client確認Server SYN，雙方進入 ESTABLISHED 狀態，開始數據傳輸。

PlantUML序列圖源碼（可直接渲染）

@startuml
autonumber
participant Client
participant Server

note over Client, Server : 初始狀態均為 CLOSED

Client -> Server : SYN (SEQ=x)
activate Client
note left of Client : 進入 SYN_SENT

Server -> Client : SYN (SEQ=y), ACK (x+1)
activate Server
note right of Server : 進入 SYN_RCVD

Client -> Server : ACK (y+1)
deactivate Client
deactivate Server
note left of Client : 進入 ESTABLISHED
note right of Server : 進入 ESTABLISHED

note over Client, Server : 三次握手結束，雙方可傳輸數據
@enduml

關鍵狀態機流轉

常見面試/排查考點

• 為什麼不是兩次/四次握手？防止歷史連接重複初始化、確保雙方收發能力對等。
• SYN Flood攻擊原理：偽造大量SYN佔滿Server半連接隊列（SYN_RCVD），防御：SYN Cookie、縮短超時、防火牆限速。
• 同時打開：雙方同時發SYN，各自進入SYN_SENT，收到對方SYN回SYN+ACK，最終各自收到ACK進入ESTABLISHED，僅建立一條連接。
• ISN生成：現代OS採用隨機增量算法（RFC 6528），防止序號預測攻擊。

掌握三次握手微觀細節，是網絡排障、安全分析、協議開發的基石能力。